目前,沉淀硬化不锈钢被广泛地应用于石油化工、核电站、航空航天等各个行业,一般用于制造石油压裂泵、核电站压水堆阀件等关键零部件。然而,实际应用过程中环境恶劣,存在着酸性腐蚀、应力腐蚀,因此对于不锈钢的性能有着更高要求。本文利用极化曲线测试、电化学阻抗谱测试研究了15-5PH、17-4PH不锈钢的电化学腐蚀特征,利用透射电子显微镜、扫描电镜、X射线光电子能谱对基体组织、锈层形貌进行了表征;利用Abaqus模拟C环试样受力分布情况,利用C环应力腐蚀实验并结合扫描电镜研究了15-5PH、17-4PH不锈钢的应力腐蚀特征。研究结果表明:15-5PH不锈钢在HCl溶液中电化学腐蚀时,随着HCl溶液浓度的增加,腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流密度逐渐增大,锈层电阻、电荷转移电阻减小,耐腐蚀性能下降。HCl浓度从1%增加到5%时,腐蚀电流密度增长12.8%;而HCl浓度从5%增加到10%时,腐蚀电位增长78.8%。电化学腐蚀可分为1%-5%和10%-20%两个区间,它们的反应机理不同。HCl浓度为1%-5%时,试样腐蚀速率相对较慢,锈层是双层锈层结构,内层为致密的薄层,外层为多孔、疏松厚层,锈层电阻和电荷传递电阻较大,耐腐蚀性能较强,反应为电荷转移和扩散共同作用;而HCl浓度在10%-20%时,试样腐蚀速率相对较快,锈层是单层结构,致密、单薄,锈层电阻和电荷转移电阻相对较小,反应为电荷转移所控制。17-4PH不锈钢在HCl溶液中电化学腐蚀规律和15-5PH不锈钢类似,随着HCl溶液浓度的增大,腐蚀电流密度逐渐增大,腐蚀电位、锈层电阻以及电荷转移电阻减小。HCl浓度从5%增加到10%时,腐蚀电流密度增长27.6%,锈层电阻减小24.5%,电荷转移电阻减小24.2%;而HCl浓度从10%增加到15%时,腐蚀电位增长111.1%,锈层电阻减小55.7%,电荷转移电阻减小78.2%。17-4PH不锈钢在不同浓度HCl溶液中的反应机理也分为1%-10%和15%-20%两个区间。对比两种不锈钢,在相同浓度HCl溶液中,17-4PH不锈钢要比15-5PH不锈钢的腐蚀电流密度更小,腐蚀电位、锈层电阻以及电荷转移电阻更大,因而具有更好的耐腐蚀性能。其中Cu、Cr元素含量更高是导致17-4PH不锈钢比15-5PH不锈钢耐腐蚀性更好的重要因素。在120 MPa应力、20%浓度HCl环境中,15-5PH、17-4PH不锈钢经过应力腐蚀432 h后依旧未产生应力腐蚀裂纹;在预制裂纹的情况下,裂纹缺口并未发生扩展。且在相同应力腐蚀条件下,17-4PH不锈钢比15-5PH不锈钢的C环试样预制裂纹缺口腐蚀情况更轻微,因而17-4PH不锈钢具有更好的耐应力腐蚀性能。两种不锈钢应力腐蚀均为全面腐蚀,腐蚀后的表面呈现凹凸状,应力腐蚀后17-4PH不锈钢基体表面Cu、Cr含量高于15-5PH不锈钢。